O microrganismo gram-negativo Aggregatibacter actinomycetemcomitans, fortemente associado a quadros de periodontite agressiva, coloniza a cavidade oral, aderindo e invadindo as células epiteliais e participando da formação de biofilme nas superfícies do hospedeiro. A. actinomycetemcomitans expressa Aae, uma proteína de superfície, relacionada com a adesão às células epiteliais. Este estudo avaliou o papel de Aae na adesão a outros substratos tais como proteínas extracelulares colagenosas e não-colagenosas, hidroxiapatita recoberta por saliva (SHA) e na formação de biofilme. Um mutante nulo em aae foi construído e o fenótipo comparado com o da linhagem selvagem (VT1169). O mutante nulo exibiu significativa redução na adesão às células epiteliais e a SHA, na formação de biofilme, além de apresentar-se menos hidrofóbico que a linhagem parental. A capacidade de adesão ao colágeno V e a fibronectina foi fracamente afetada pela interrupção do gene aae. Entretanto, o mutante nulo em aae exibiu uma capacidade diminuída na adesão à laminina e colágenos I, III e IV. Estes dados sugerem que Aae desempenha um importante papel na colonização da cavidade oral, não somente promovendo sua adesão às células epiteliais, mas também a outros substratos. / The gram-negative organism Aggregatibacter actinomycetemcomitans, associated with aggressive periodontitis, colonizes the oral cavity by binding to and invading epithelial cells and by participating in biofilms formed in host surfaces. A. actinomycetemcomitans express Aae, a surface protein, implicated in the adhesion to epithelial cells. This study evaluated the role of Aae in adhesion to other substrates such as collagen and non-collagen extracellular matrix proteins and saliva coated hydroxyapatite (SHA) and in biofilm formation. A null mutant in aae was constructed and its behavior was compared with the wild type strain VT1169. The null mutant exhibited a decreased ability to bind to epithelial cells and to SHA, formed less biofilm and was less hydrophobic than the parental strain. The abilities to bind to collagen V and fibronectin were very poorly affected by aae interruption. However, the null aae mutant exhibited a decreased ability to adhere to laminin, collagen I, III and IV. These data suggest that Aae may play an important role in the colonization of the oral cavity by A. actinomycetemcomitans, not only by promoting its adhesion to epithelial cells, but by mediating adhesion to other substrates.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mauricio Marlon Mazur.pdf: 3613957 bytes, checksum: 0b5adb9ffe8a242c568978a647c5e384 (MD5) Previous issue date: 2014-04-16 / Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento / Ceramic electric insulators are fundamental support devices for electric energy distribution due to its mechanical resistance and dielectric properties. The presence of atmospheric humidity and pollutants can reduce the dielectric property. To achieve an auto cleaning surface or hydrophobic properties, the insulator must have low contact angle and low hysteresis with water. Although, the insulator vitreous surface layer possess great interaction affinity with environmental water. At the present work, aluminum nitride thin films were deposited on the vitreous protective layer of ceramic electric insulators. For this, a pulsed magnetron sputtering plasma was employed, with direct current (DC), and moisture of argon and nitrogen gases. An aluminum target with 99.999% purity was used as precursor. Continuous films deposited produced with Ar and N2 presented about 2 μm thickness, while the films produced with 100% N2 presented around 1 μm, both for the same treatment time. Low exposure times lead to depositions on surface defects and porosity of the insulator vitreous body and showed nanosize island growth (166, 155, 100 nm). The films thickness and surface characterization was performed with field emission scanning electron microscopy (FEG) and atomic force microscopy (AFM). Raman spectroscopy and X-ray diffraction showed the formation of an amorphous aluminum nitride film. The continuous film produced with 100% N2 presented 82.7° water drop contact angle, while the non-continuous film presented in average 67°. According to ASTM D7334-08, these films are hydrophobic. Roughness was not a determinative parameter for surface wettability, but the deposited film surface energy. To measure the contact angle a goniometer was developed. A four point probe was used to measure the electric resistivity for a semi-infinite surface. The Ar and N2 continuous film surface resistivity was 656/. For the nanosize films the surface resistivity was about M/. / Isoladores elétricos cerâmicos são dispositivos de suporte fundamentais para distribuição de energia elétrica, devido a sua resistência mecânica e a sua propriedade dielétrica. A presença tanto de umidade, como de poluentes na atmosfera, reduz essa capacidade. Com o intuito de se obter uma propriedade autolimpante ou hidrofóbica a superfície deve apresentar um baixo ângulo de contato com a água e possuir baixa histerese. No entanto, o vidrado do isolador apresenta uma grande afinidade com a água resultante da interação da superfície do vidro com a atmosfera. No presente trabalho, foi realizada a deposição de filmes de nitreto de alumínio sobre o vidrado de proteção do isolador elétrico cerâmico. Para isto, um plasma magnetron sputtering pulsado, de corrente contínua (CC), foi utilizado com a mistura dos gases argônio e nitrogênio. Como precursor de alumínio foi utilizado um alvo de 99,999% de pureza. Os filmes contínuos produzidos com Ar e N2 apresentaram espessura de, aproximadamente, 2 μm, enquanto os filmes produzidos com 100% de N2 possuem espessura de aproximadamente 1μm, ambos com o mesmo tempo de tratamento. Os filmes depositados sobre a superfície do vidrado com baixos tempos de exposição apresentaram crescimento em ilhas com tamanho nanométrico (166, 155, 100 nm) sobre os defeitos e as porosidades do corpo do isolador. A caracterização da espessura do filme e da superfície foi realizada com técnicas de microscopia eletrônica de varredura de efeito de campo (FEG) e microscopia de força atômica (AFM). Análises de espectroscopia Raman e de difração de raios X indicaram a formação de um filme de nitreto de alumínio (AlN) amorfo. O filme contínuo utilizando apenas N2 apresentou um ângulo de contato com a gota de água de 82,7°, enquanto os filmes não contínuos apresentaram em média 67°. Em acordo com a norma ASTM D7334-08 os filmes apresentam propriedade hidrofóbica. A rugosidade superficial não foi um fator determinante na molhabilidade superficial e sim a energia de superfície do filme depositado. Para a medição do ângulo de contato (Ɵ) foi desenvolvido um goniômetro. As propriedades da resistividade dos filmes para superfícies semi-infinitas foi adquirida pela técnica de sonda quatro pontas. A resistividade superficial do filme contínuo com Ar e N2 foi de 656/. Para os filmes nanoestruturados a resistividade superficial foi da ordem de M/.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work we use the Density Functional Theory (DFT) to analyze the influence of a water environment in the interaction between amino acids and a semiconductor carbon nanotube (CNT). To the study of the interaction in vacuum we use both an ab initio and a parameterized tight-binding method. To the study of the same interactions in water we performed finite temperature (300 K) molecular dynamics calculations, using the parameterized tight-binding method. The selected amino acids have different hydrophobicity and polarity indexes. Our study shows that for the neutral amino acids, a direct relationship between the variation in the bonding distances and the hydrophobicity indexes when changing from vacuum to water environments, with the hydrophobic (hydrophilic) amino acids getting nearer (farther) of the carbon nanotube. The change in the binding energies, when going from the vacuum to the water environments, shows an inverse relationship with the polarity, with the amino acids that have more polar (nonpolar) side chains showing lower (greater) variations in the binding energies. We also analyze the variations in the binding energies in vacuum and water for the neutral and zwitterionic forms of glicine. We show that the zwitterionic form is more stable in the polar environment of water, whereas the neutral form is more stable in vacuum. / Neste trabalho utilizamos a teoria do funcional da densidade (DFT) para analisar a influência de um meio solvente, a água, na interação de aminoácidos com um nanotubo de carbono (CNT) semicondutor. Para o estudo das interações no vácuo utilizamos tanto um método ab-initio quanto um método tight binding parametrizado. Os estudos destas mesmas interações (CNT-aminoácidos) no meio aquoso foram realizados empregando o método de dinâmica molecular a uma temperatura de 300 K usando o método tight binding parametrizado. Os aminoácidos selecionados para o estudo tinham diferentes valores de índice de hidrofobicidade e de polaridade. Nossos resultados mostram que para a forma neutra destes aminoácidos, há uma relação direta entre a variação da distância da ligação, do vácuo em relação a água, e o índice de hidrofobicidade com os aminoácidos mais hidrofóbicos (hidrofílicos) se aproximando (afastando) do nanotubo de carbono. A variação da energia de ligação, quando se passa do vácuo para o ambiente aquoso, apresenta uma relação inversa com a polaridade, com os aminoácidos que possuem a cadeia lateral mais polares (menos polares) apresentado os menores (maiores) variações na energia de ligação. Analisamos ainda as variações na energia de ligação no vácuo e na água para o aminoácido glicina em relação as suas possíveis formas elétricas: neutra e como íon dipolar (zwiteri onica). Mostramos que a forma zwiteriônica é mais estável no ambiente polar da água, enquanto a forma neutra apresenta maior estabilidade no vácuo.

O microrganismo gram-negativo Aggregatibacter actinomycetemcomitans, fortemente associado a quadros de periodontite agressiva, coloniza a cavidade oral, aderindo e invadindo as células epiteliais e participando da formação de biofilme nas superfícies do hospedeiro. A. actinomycetemcomitans expressa Aae, uma proteína de superfície, relacionada com a adesão às células epiteliais. Este estudo avaliou o papel de Aae na adesão a outros substratos tais como proteínas extracelulares colagenosas e não-colagenosas, hidroxiapatita recoberta por saliva (SHA) e na formação de biofilme. Um mutante nulo em aae foi construído e o fenótipo comparado com o da linhagem selvagem (VT1169). O mutante nulo exibiu significativa redução na adesão às células epiteliais e a SHA, na formação de biofilme, além de apresentar-se menos hidrofóbico que a linhagem parental. A capacidade de adesão ao colágeno V e a fibronectina foi fracamente afetada pela interrupção do gene aae. Entretanto, o mutante nulo em aae exibiu uma capacidade diminuída na adesão à laminina e colágenos I, III e IV. Estes dados sugerem que Aae desempenha um importante papel na colonização da cavidade oral, não somente promovendo sua adesão às células epiteliais, mas também a outros substratos. / The gram-negative organism Aggregatibacter actinomycetemcomitans, associated with aggressive periodontitis, colonizes the oral cavity by binding to and invading epithelial cells and by participating in biofilms formed in host surfaces. A. actinomycetemcomitans express Aae, a surface protein, implicated in the adhesion to epithelial cells. This study evaluated the role of Aae in adhesion to other substrates such as collagen and non-collagen extracellular matrix proteins and saliva coated hydroxyapatite (SHA) and in biofilm formation. A null mutant in aae was constructed and its behavior was compared with the wild type strain VT1169. The null mutant exhibited a decreased ability to bind to epithelial cells and to SHA, formed less biofilm and was less hydrophobic than the parental strain. The abilities to bind to collagen V and fibronectin were very poorly affected by aae interruption. However, the null aae mutant exhibited a decreased ability to adhere to laminin, collagen I, III and IV. These data suggest that Aae may play an important role in the colonization of the oral cavity by A. actinomycetemcomitans, not only by promoting its adhesion to epithelial cells, but by mediating adhesion to other substrates.

A catepsina L, uma cisteína proteinase da família da papaína, é a principal proteinase digestiva do besouro Tenebrio molitor. Estudos anteriores do nosso grupo mostraram que existem três catepsinas L no intestino médio do T. molitor, uma delas é lisossômica (CAL 1) e as outras duas são digestivas (CAL 2 e CAL 3). As estruturas 3D das enzimas digestivas foram recentemente elucidadas. Com o objetivo de estudar em detalhes as propriedades das enzimas digestivas, CAL 3 foi expressa como um zimógeno em E. coli, purificada por cromatografia de afinidade e autoativada em meio ácido. Foram realizados ensaios de atividade com 63 peptídeos FRET derivados da sequência Abz-KLRSSKQ-EDDnp em um espectrofluorímetro termostatizado a 30 ºC, monitorando-se continuamente a variação de fluorescência em 320 nm (λex) e 420 nm (λem). Os parâmetros kcat e KM obtidos foram utilizados na determinação da hidrofobicidade dos subsítios (H) e da função de cada subsítio através da razão das energias livres de ativação do complexo enzima-substrato (ΔG‡T) e de ligação da enzima com o substrato (ΔGs). Os resultados mostram que o subsítio S2 está envolvido prioritariamente em catálise e é bastante seletivo para substratos com resíduos hidrofóbicos em P2. Esse subsítio é o mais hidrofóbico dentre os analisados, encontrando-se num bolsão localizado no interior da enzima. O subsítio S\'2, por outro lado, é o que apresentou a menor especificidade dentre os analisados. Este subsítio está envolvido prioritariamente na ligação com o substrato e se localiza na superfície da enzima, o que pode facilitar a acomodação de diferentes cadeias laterais em P\'2 do substrato, não oferecendo muitas restrições espaciais. O subsítio S1, hidrofílico, não é muito seletivo, o que pode ser consequência de sua localização na superfície da enzima. Esse subsítio está prioritariamente envolvido na ligação com o substrato. O subsítio S\'1, assim como S1, está localizado na superfície da enzima, é hidrofílico e não muito seletivo. No entanto, esse subsítio tem papel na catálise além de atuar na ligação do substrato. Numa análise inicial da estrutura 3D deste subsítio, sua função catalítica foi atribuída à presença de parte da cavidade oxiânica. Uma enzima com mutação no resíduo W187, pertencente à cavidade oxiânica e a S\'1, foi produzida e purificada, no entanto essa enzima não apresentou atividade. Uma análise mais aprofundada mostrou que a falta de atividade pode ser atribuída ao fato do resíduo de aminoácido mutado fazer parte de um cluster aromático essencial à estabilização da tríade catalítica. Os dados obtidos na caracterização de S\'1 e S\'2 permitem inferir que a acilação é o passo limitante da reação da CAL 3. Além disso, os resultados deste trabalho mostram que o conceito de hidrofobicidade de subsítios proposto anteriormente pelo grupo parece ser aplicável a subsítios que apresentem especificidades mais restritas. / Cathepsin L, a cysteine proteinase of the papain family, is the major digestive proteinase in the beetle Tenebrio molitor. Previous studies of our group showed that there are three cathepsins L in T. molitor midgut, one is lysosomal (CAL1) and two are digestive (CAL2 and CAL3). The 3D structures of the digestive enzymes were recently elucidated. With the aim to study in details the digestive enzymes specificities, CAL3 was expressed in E. coli as a zymogen, purified by affinity chromatography and autoactivated in acid conditions. Activity assays were performed in a thermostated spectrofluorometer at 30 ºC with 63 FRET peptides derived from the lead sequence Abz-KLRSSKQ-EDDnp, continuously monitoring the fluorescence changes at 320 nm (λex) and 420 nm (λem). The parameters kcat and KM were used in the determination of subsite hydrophobicity (H) and subsite role based on the ratio of complex enzyme-substrate activation energy (ΔG‡T) and free energy of substrate binding (ΔGs). The data obtained suggest that the S2 is mainly involved in catalysis and is very selective to substrates with hydrophobic residues in P2. This subsite is the most hydrophobic among the analyzed and is located in a pocket in the enzyme interior. S\'2, on the other hand, is the less selective subsite and is mainly involved in substrate binding and is located on the enzyme surface, what can ease the accommodation of different side chains located in P\'2 by not imposing many spatial restrictions. S1, is hydrophilic and not very selective, what may be a consequence of its location on the enzyme surface. This subsite is mainly involved in substrate binding. S\'1, just like S1, is located on the enzyme surface, is hydrophilic and not very selective. However this subsite has a role in catalysis besides the role in substrate binding. In an initial 3D structure analysis its catalytic function was attributed to the presence of a part of the oxyanion hole. An enzyme with mutation in the residue W187, which apparently belonged both to the oxyanion hole and S\'1, was produced and purified, but this enzyme was inactive. A better analysis showed that the lack of activity can be attributed to the fact that the mutated residue belongs to an aromatic cluster that is essential to the catalytic triad stabilization. The data obtained in S\'1 and S\'2 characterization suggest that acylation is the limiting step in CAL 3 reaction. The results presented in this work support the concept of subsite hydrophobicity previously proposed by our group, which seems to be true to subsites with more restrict specificities

Orientador: Antonio Riul Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-02T14:50:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ly_KallyCheinSheng_M.pdf: 2442128 bytes, checksum: 86716c6c19fa3a9db425b32c36463141 (MD5) Previous issue date: 2017 / Resumo: Materiais biomiméticos são inspirados em estruturas biológicas para a obtenção de propriedades e funcionalidades específicas. Dentre os materiais biomiméticos, os que são capazes de se regenerar (self-healing) despertaram grande interesse pelo potencial de aplicação em diversas áreas. Para ilustrar, alguns materiais autorregeneráveis poliméricos apresentam regeneração múltipla, necessitando apenas de água para que a regeneração ocorra em alguns minutos, aumentando consideravelmente a proteção mecânica da superfície contra desgastes, danos mecânicos entre outros. Entretanto, múltiplas imersões em água ou em meios aquosos pode degradar o material e neste contexto este projeto visa incorporar a hidrofobicidade a um sistema regenerável. Desta forma, o material regenerável hidrofóbico, durante sua regeneração imersa em água, poderá diminuir a interação da superfície não danificada com a água, reduzindo corrosões e degradações devido a meios aquosos. Estudamos a nanoestruturação de materiais através da técnica de automontagem por adsorção física (LbL, do inglês Layer-by-Layer) utilizando os polieletrólitos poli(etileno imina) (PEI) e poli(ácido acrílico) (PAA), a fim de produzir revestimentos capazes de se regenerar a danos mecânicos micrométricos. Adicionalmente, foram incorporados a estes dois materiais nanofolhas de óxido de grafeno reduzido (rGO) funcionalizados com poli(cloridrato de alilamina) (GPAH) e poli(estireno-sulfonato de sódio) (GPSS), com o intuito de verificarmos um aumento de resistência a abrasão do material e alterações nas propriedades elétricas na nanoestrutura formada para aumentar o potencial de aplicação em eletrônica flexível. A arquitetura molecular (GPAH-PEI/GPSS-PAA)60 foi caracterizada com espectroscopia Raman, medidas de ângulo de contato, microscopia de força atômica, medidas elétricas e nanoindentação. Foi observada boa regeneração do material após 15 minutos de imersão em água a temperatura ambiente em um dano mecânico da ordem de 10 micrômetros. Também observamos boa hidrofobicidade do filme LbL (GPAH-PEI/GPSS-PAA)60 ( teta = 136º), e medidas de microscopia de força atômica e perfilometria indicaram, respectivamente, rugosidade superficial de 55 nm em uma área de (2 ?m x 2 ?m) e espessura de filme de 30 ?m. A análise Raman apontou para uma forte interação das nanofolhas de rGO com os polímeros, corroborando o tem caráter elétrico isolante do filme (GPAH-PEI/GPSS-PAA)60, que apresentou função trabalho ~ 5,2 eV e condutividade elétrica da ordem de 10-7 S/cm, que acreditamos resultar das fortes interações das nanofolhas com os polímeros. Por fim, medidas de nanoindentação indicaram que a incorporação de nanofolhas de GPSS e GPAH aumentou em 10 vezes a dureza do nanocompósito formado, sem comprometer a regeneração / Abstract: Biomimetic materials are inspired in biological structures to obtain specific properties and functionalities and among them, those capable of self-healing brought great interest due to high potential of application in different areas. To illustrate, some polymeric self-healing materials present multiple regeneration in the presence of water, with the regeneration occurring within a few minutes, increasing considerably the mechanical protection of a surface against wear and mechanical damage among others. Nevertheless, multiple immersions in water or in aqueous media can degrade the material and in this context this project aims the incorporation of hydrophobicity to a self-healing system. In this way, the self-healing, hydrophobic material during its immersion in water may decrease the interaction of the damaged surface with water, reducing corrosion and degradation due to aqueous media. We study the nanostructuration f materials through the layer-by-layer (LbL) technique using poly(ethylene imine) (PEI) and poly(acrylic acid) (PAA) in order to produce self-healing coatings from micrometric mechanical damages. In addition, we also incorporate to these materials reduced graphene oxide (rGO) functionalized with poly(allylamine hydrochloride) (GPAH) and poly(styrene-sodium sulfonate) (GPSS), with the purpose of verifying an increase in the mechanical abrasion resistance of the material and changes in the electrical properties of the nanostructures formed to increase the potential application in flexible electronics. The molecular architecture (GPAH-PEI/GPSS-PAA)60 was characterized by Raman spectroscopy, contact angle measurements, atomic force microscopy, electrical measurements and nanoindentation. It was observed good self-healing capacity after 15 min f immersion in water at room temperature in a mechanical scratch of the order of 10 micrometers. It was also observed good hydrophobicity in the (GPAH-PEI/GPSS-PAA)60 LbL film ( teta = 136º) and atomic force microscopy and perfilometer indicate, respectively, surface roughness of 55 nm in a (2 ?m x 2 ?m) area and film thickness of 30 ?m. Raman analysis pointed out to a strong physical interaction between the rGO nanoplatelets with the polymeric materials, corroborating the strong insulating nature of (GPAH-PEI/GPSS-PAA)60 film that displayed a work function of 5.2 eV and electrical conductivity of 10-7 S/cm, which we believe results from the strong interactions of the nanosheets with the polymers. Finally, nanoindentation measurements indicated that the incorporation of GPAH and GPSS nanoplatelets increased hardness by 10 times, without compromising the regeneration / Mestrado / Física / Mestra em Física / 1543078/2015 / CAPES

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3002168 bytes, checksum: 936461b9e52c3ed25ff8924c9843452e (MD5) Previous issue date: 2013-10-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Basidiospores of the ectomycorrhizal fungus P. microcarpus are characterized by impermeable, hydrophobic cell walls. These features are possibly related to the low germination percentages of these propagules and make it difficult the isolation of monokaryons and the use of these spores as inoculants. Sodium hypochlorite can be used as a permeabilizing agent of the cell wall of fungal spores. The aim of this study was to evaluate the effects of permeabilization treatments with commercial bleach on the cell wall ultrastructure and hydrophobicity, and on the viability and germination of P. microcarpus basidiospores. For this, fungal basidiospores, from fruiting bodies associated with Eucalyptus spp., were collected and permeabilized using different concentrations of bleach and times of exposure. After permeabilization, the basidiospores were analyzed by scanning and transmission electron microscopy. Surface hydrophobicity, viability, and germination of these propagules were also analyzed. The percentage of permeabilized basidiospores of P. microcarpus was proportional to the increases in bleach concentration and the exposure time. Basidiospores from different fruiting bodies differed significantly in their susceptibility to the permeabilization treatments with bleach and in the decrease of cell surface hydrophobicity after permeabilization. Changes in the ultrastructure of permeabilized basidiospores were observed at bleach concentrations of 15 and 50 %, with an exposure time of 40 s. For one basidiocarp, after permeabilization with bleach at 5 % for 40 s, 80% of the permeabilized basidiospores were viable. The plating of basidiospores permeabilized with 10% bleach for 40 s resulted in the production of colonies of P. microcarpus. The colonies appeared after 15 days of incubation of the permeabilized basidiospores in the presence of the host plant, E. citriodora. The germination percentage obtained, 0,001 %, was similar to those reported for non-permeabilized basidiospores. This work is the first report on the ultrastructure of the cell wall of basidiospores of P. microcarpus and contributes to the understanding of the recalcitrance of these propagules to germination. / Basidiósporos do fungo ectomicorrízico P. microcarpus apresentam parede celular impermeável e hidrofóbica. Essas características estão possivelmente relacionadas às baixas porcentagens de germinação desses propágulos, dificultando a obtenção de monocários e a utilização desses esporos em inoculantes. O hipoclorito de sódio pode ser usado como agente permeabilizador da parede celular de esporos fúngicos. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do tratamento de permeabilização com água sanitária sobre a ultraestrutura e hidrofobicidade da parede celular, a viabilidade e a capacidade de germinação de basidiósporos de P. microcarpus. Para isso, basidiósporos fúngicos, oriundos de corpos de frutificações associados a plantas de Eucalyptus spp., foram coletados e permeabilizados utilizando-se diferentes concentrações de água sanitária e tempos de exposição ao composto. Após a permeabilização, os basidiósporos foram analisados por microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. A hidrofobicidade superficial, a viabilidade e a germinação desses propágulos também foram analisadas. A porcentagem de basidiósporos de P. microcarpus permeabilizados foi proporcional ao aumento na concentração de água sanitária e ao tempo de exposição. Basidiósporos oriundos de diferentes basidiocarpos diferiram de forma significativa na susceptibilidade ao tratamento de permeabilização com água sanitária e na redução da hidrofobicidade da superfície celular após esse tratamento. Alterações da ultraestrutura dos basidiósporos permeabilizados foram observadas nas concentrações de 15 e 50 % de água sanitária pelo tempo de exposição de 40 s. Para um dos basidiocarpos avaliados e após a permeabilização com água sanitária a 5 % por 40 s, 80 % dos esporos permeabilizados encontravam-se viáveis. O inóculo dos basidiósporos permeabilizados com água sanitária a 10 % por 40 s resultou na produção de algumas colônias de P. microcarpus. As colônias apareceram após 15 dias de incubação dos basidiósporos permeabilizados na presença da planta hospedeira, Eucalyptus citriodora. A porcentagem de germinação obtida, 0,001%, foi semelhante àquelas relatadas na literatura para basidiósporos não-permeabilizados. Este trabalho é o primeiro relato sobre a ultraestrutura da parede celular dos basidiósporos de P. microcarpus e contribui para a compreensão da recalcitrância desses propágulos à germinação.

A busca por tecnologias cada vez mais eficazes no tratamento de águas e efluentes fez com que o desenvolvimento de membranas desempenhasse um papel importante nos processos de separação. A nanofiltração apresenta-se como uma tecnologia promissora para remoção de sais multivalentes em soluções aquosas. O preparo de membranas poliméricas pela técnica de inversão de fases permite a obtenção de estruturas distintas. Neste estudo avaliou-se o uso de diferentes não-solventes no preparo de membranas de poli(fluoreto de vinilideno) pelo método de inversão de fases, quanto às características estruturais e propriedades funcionais. Foram utilizados como não-solventes: água destilada, solução de dodecil sulfato de sódio e etanol/água, resultando nas membranas denominadas MT1, MT2 e MT3, respectivamente. O uso de um surfactante aniônico, como o dodecil sulfato de sódio, no preparo de membranas de poli(fluoreto de vinilideno) apresenta-se como uma inovação tecnológica. O uso de diferentes não-solventes alterou a taxa de precipitação do polímero, o que ocasionou alterações na estrutura química, morfológica, cristalina e nas propriedades de transporte das membranas. Análises de microscopia eletrônica de varredura e porosimetria de deslocamento líquido-líquido mostraram a obtenção de estruturas assimétricas, com poros na ordem de 1-2 nm para as membranas MT1 e MT2, e estrutura simétrica, com alta porosidade, para a membrana MT3. A análise de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier mostrou a presença das fases cristalina α e β nas três membranas e no polímero. Análise termogravimétrica realizada em atmosfera inerte apresentou massa residual em torno de 20-30 % referente ao material carbonáceo, o qual foi eliminado com a utilização de atmosfera oxidante na análise. Os valores de cristalinidade aparente, do polímero e das membranas, apresentaram grandes variações quando determinados pela técnica de calorimetria exploratória diferencial, porém quando determinados a partir dos difratogramas obtidos pela técnica de difração de raios X, a variação foi pequena, apresentando valores em torno de 47%. A avaliação da composição química da superfície das membranas, por espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raio X, mostrou que houve variação na quantidade de ligações C-F quando diferentes não-solventes foram utilizados. Essas variações contribuíram para alterações na hidrofobicidade das membranas. As membranas MT1 e MT2 apresentaram características hidrofílicas, com ângulo de contato em torno de 70°, e a membrana MT3 apresentou característica hidrofóbica, com ângulo de contato em torno de 142°. A maior hidrofobicidade da membrana MT3 é resultante da rugosidade superficial e da maior composição relativa de ligações C-F na superfície desta membrana. Ensaios de permeação realizados até a pressão de 20 bar mostraram que a membrana MT2 sofreu maior efeito de compactação e apresentou menor fluxo de permeado. Os ensaios realizados com soluções de cloreto de sódio, de cálcio e férrico mostraram diferentes eficiências de retenção. Para as membranas MT1 e MT2 a retenção de sais mono e divalentes foi praticamente igual, em torno de 5%. Para a solução de cloreto férrico, a retenção apresentou valores médios em torno de 16% e 27% para as membranas MT1 e MT2, respectivamente. Em função do tamanho de poros apresentados e da pressão transmembrana aplicada nos ensaios de permeação, as membranas MT1 e MT2 podem ser utilizadas em processos de nanofiltração. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-03T19:42:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Monica Beatriz Thurmer.pdf: 13606935 bytes, checksum: 4fd6cc5e74e44b43096cb2a30daf32e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-03T19:42:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Monica Beatriz Thurmer.pdf: 13606935 bytes, checksum: 4fd6cc5e74e44b43096cb2a30daf32e2 (MD5) / The search for increasingly efficient technologies in water and effluent treatment made the development of membranes take on an important role in separation processes. The nanofiltration is presented as a promising technology for removal of multivalent salt in aqueous solution. The polymeric membranes preparation by phase inversion technique allows the obtaining of different structures. This study evaluated the use of different nonsolvents in the poly(vinylidene fluoride) membrane preparation, by phase inversion method, on the structural characteristics and functional properties. Were used as nonsolvents: distilled water, solution of sodium dodecyl sulfate and ethanol/water, resulting in the membranes called MT1, MT2 and MT3, respectively. Use of an anionic surfactant, like as sodium dodecyl sulfate, in the preparation of poly(vinylidene fluoride) membranes is presented as a technological innovation. The use of different non-solvents changed the rate of polymer precipitation which caused changes in chemical, morphology and crystalline structures, and transport properties of the membranes. Scanning electron microscopy and liquid-liquid displacement porosimetry analysis showed asymmetric structures, with pores on the order of 1-2 nm for the MT1 and MT2 membrane, and symmetrical structure, with a high porosity for MT3 membrane. The analysis by Fourier transform infrared spectroscopy showed the presence of α and β crystalline phases in the three membranes and in the polymer. Thermogravimetric analysis carried out in an inert atmosphere showed residual mass around 20-30% from the carbonaceous material, which was eliminated with the use of an oxidizing atmosphere in the analysis. The values of apparent crystallinity of the polymer and the membranes showed large variations, by differential scanning calorimetry technique, but when determined from the diffractograms obtained by X-ray diffraction technique, the variation was small, showed values around 47%. The evaluates of the membranes chemical surface composition by X-ray photoelectron spectroscopy showed that there was variation in the amount of C-F bonds, where different non-solvents were used. These variations contributed to changes in membranes hydrophobicity. The MT1 and MT2 membranes showed hydrophilic characteristics with contact angle around 70°, and the MT3 membrane showed hydrophobicity characteristics with contact angle around 142°. The highest hydrofobicity of the MT3 membrane is result of the surface roughness and the relative composition of CF bonds on this membrane surface. Permeation tests performed until a pressure of 20 bar, it was found that the MT2 membrane has a greater effect compression and showed a lower permeate flux. Tests conducted with solutions of sodium, calcium and ferric chloride showed different retention efficiencies. For MT1 and MT2 membranes the retention of mono and divalent salts was practically equal, around 5%. For the solution of ferric chloride, the retention showed medium values around 16% and 27% for the MT1 and MT2 membranes, respectively. Due to the pore size presented and transmembrane pressure applied on permeation tests, the MT1 and MT2 membranes may be used in nanofiltration processes.

A catepsina L, uma cisteína proteinase da família da papaína, é a principal proteinase digestiva do besouro Tenebrio molitor. Estudos anteriores do nosso grupo mostraram que existem três catepsinas L no intestino médio do T. molitor, uma delas é lisossômica (CAL 1) e as outras duas são digestivas (CAL 2 e CAL 3). As estruturas 3D das enzimas digestivas foram recentemente elucidadas. Com o objetivo de estudar em detalhes as propriedades das enzimas digestivas, CAL 3 foi expressa como um zimógeno em E. coli, purificada por cromatografia de afinidade e autoativada em meio ácido. Foram realizados ensaios de atividade com 63 peptídeos FRET derivados da sequência Abz-KLRSSKQ-EDDnp em um espectrofluorímetro termostatizado a 30 ºC, monitorando-se continuamente a variação de fluorescência em 320 nm (λex) e 420 nm (λem). Os parâmetros kcat e KM obtidos foram utilizados na determinação da hidrofobicidade dos subsítios (H) e da função de cada subsítio através da razão das energias livres de ativação do complexo enzima-substrato (ΔG‡T) e de ligação da enzima com o substrato (ΔGs). Os resultados mostram que o subsítio S2 está envolvido prioritariamente em catálise e é bastante seletivo para substratos com resíduos hidrofóbicos em P2. Esse subsítio é o mais hidrofóbico dentre os analisados, encontrando-se num bolsão localizado no interior da enzima. O subsítio S\'2, por outro lado, é o que apresentou a menor especificidade dentre os analisados. Este subsítio está envolvido prioritariamente na ligação com o substrato e se localiza na superfície da enzima, o que pode facilitar a acomodação de diferentes cadeias laterais em P\'2 do substrato, não oferecendo muitas restrições espaciais. O subsítio S1, hidrofílico, não é muito seletivo, o que pode ser consequência de sua localização na superfície da enzima. Esse subsítio está prioritariamente envolvido na ligação com o substrato. O subsítio S\'1, assim como S1, está localizado na superfície da enzima, é hidrofílico e não muito seletivo. No entanto, esse subsítio tem papel na catálise além de atuar na ligação do substrato. Numa análise inicial da estrutura 3D deste subsítio, sua função catalítica foi atribuída à presença de parte da cavidade oxiânica. Uma enzima com mutação no resíduo W187, pertencente à cavidade oxiânica e a S\'1, foi produzida e purificada, no entanto essa enzima não apresentou atividade. Uma análise mais aprofundada mostrou que a falta de atividade pode ser atribuída ao fato do resíduo de aminoácido mutado fazer parte de um cluster aromático essencial à estabilização da tríade catalítica. Os dados obtidos na caracterização de S\'1 e S\'2 permitem inferir que a acilação é o passo limitante da reação da CAL 3. Além disso, os resultados deste trabalho mostram que o conceito de hidrofobicidade de subsítios proposto anteriormente pelo grupo parece ser aplicável a subsítios que apresentem especificidades mais restritas. / Cathepsin L, a cysteine proteinase of the papain family, is the major digestive proteinase in the beetle Tenebrio molitor. Previous studies of our group showed that there are three cathepsins L in T. molitor midgut, one is lysosomal (CAL1) and two are digestive (CAL2 and CAL3). The 3D structures of the digestive enzymes were recently elucidated. With the aim to study in details the digestive enzymes specificities, CAL3 was expressed in E. coli as a zymogen, purified by affinity chromatography and autoactivated in acid conditions. Activity assays were performed in a thermostated spectrofluorometer at 30 ºC with 63 FRET peptides derived from the lead sequence Abz-KLRSSKQ-EDDnp, continuously monitoring the fluorescence changes at 320 nm (λex) and 420 nm (λem). The parameters kcat and KM were used in the determination of subsite hydrophobicity (H) and subsite role based on the ratio of complex enzyme-substrate activation energy (ΔG‡T) and free energy of substrate binding (ΔGs). The data obtained suggest that the S2 is mainly involved in catalysis and is very selective to substrates with hydrophobic residues in P2. This subsite is the most hydrophobic among the analyzed and is located in a pocket in the enzyme interior. S\'2, on the other hand, is the less selective subsite and is mainly involved in substrate binding and is located on the enzyme surface, what can ease the accommodation of different side chains located in P\'2 by not imposing many spatial restrictions. S1, is hydrophilic and not very selective, what may be a consequence of its location on the enzyme surface. This subsite is mainly involved in substrate binding. S\'1, just like S1, is located on the enzyme surface, is hydrophilic and not very selective. However this subsite has a role in catalysis besides the role in substrate binding. In an initial 3D structure analysis its catalytic function was attributed to the presence of a part of the oxyanion hole. An enzyme with mutation in the residue W187, which apparently belonged both to the oxyanion hole and S\'1, was produced and purified, but this enzyme was inactive. A better analysis showed that the lack of activity can be attributed to the fact that the mutated residue belongs to an aromatic cluster that is essential to the catalytic triad stabilization. The data obtained in S\'1 and S\'2 characterization suggest that acylation is the limiting step in CAL 3 reaction. The results presented in this work support the concept of subsite hydrophobicity previously proposed by our group, which seems to be true to subsites with more restrict specificities

[pt] A aparição do HIV na década de 80 e de outros vírus presentes no sangue dos doadores, assim como a expansão de doenças como a hepatite C, tem estimulado as pesquisas para desenvolver substitutos do sangue. Pesquisas recentes têm sido realizadas em derivados artificiais da albumina de soro humano (human serum albumin - HSA) associados com heme, representando uma linha promissora nesse sentido. No presente trabalho, fazemos um estudo computacional da ligação do heme e de seu precursor, a protoporfirina IX, com a HSA, com o objetivo de conhecer os aminoácidos que contribuem à estabilidade da ligação, a natureza do sítio de ligação, a formação de possíveis sítios secundários de ligação e a influência das porfirinas na estrutura global da proteína. Para conseguir este objetivo ut ilizamos técnicas de cálculo quântico usando a Teoria do Funcional de Densidade, Docking Molecular e Dinâmica Molecular. Finalmente fazemos um estudo da correlação existente entre as diferentes regiões da HSA e de como este padrão muda na presença das porfirinas. Para este propósito usamos os coeficientes de correlação generalizada baseados na formulação de Kraskov. Com base nestas informações, discutimos a contribuição que poderiam fornecer nossos cálculos para a reengenharia do HSA, no sentido de fornecer- lhe características de hemoproteínas. / [en] The uprising of HIV and other viruses in the beginning of the 80s, as well as the expansion of other diseases like hepatitis C has stimulated research in order to develop blood substitutes. Research based on modified Human Serum Albumin associated with heme has shown a promissory line in this direction. In the present work we make a computational study about the heme and its precursor, the Protoporphyrin IX complexed with HSA, in order to know the contribution of the main amino acids to the stability of the binding, the character of the binding site, secondary binding sites formation, and the influence of the porphyrins in the global protein structure. To find this objective we use quantum calculations based on Functional Density Theory, Molecular Docking and Molecular Dynamics. Finally, a correlation study between different regions of HSA and the pattern modifications caused by the porphyrins were performed, using the generalized correlation coefficients based on the Kraskov formulation. We also discuss the contribution that our calculations could give to the reengineering of HSA, to provide them with hemeprotein characteristics.